【題目】碳元素及其化合物與人類的生活、生產息息相關,請回答下列問題:
(1)綠色植物的光合作用吸收 CO2 釋放O2 的過程可以描述為以下兩步: 2CO2(g)+2H2O(l)+2C5H10O4(s) = 4(C3H6O3)(s)+O2(g)+4e- △H=+1360 kJ·mol-1
12(C3H6O3)(s)+12e- = C6H12O6(s,葡萄糖)+6C5H10O4(s)+3O2(g) △H=-1200 kJ·mol-1
則綠色植物利用二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧氣的熱化學方程式為:___________。
(2)工業(yè)煉鐵時有如下副反應:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) △H>0。某溫度時,把 Fe 和CO2 放入體積固定的容器中,CO2 的起始濃度為 2.0 molL-1,達到平衡后,CO 的濃度為 1.0 molL-1,則該溫度下,該反應的平衡常數(shù) K=_________。如果平衡后通入一定量的 CO,建立新平衡后,CO2 的物質的量分數(shù)將________。(填編號)
A.增大 B.減少 C.不變 D.無法判定
(3)利用 H2 和 CO2 在一定條件下可以合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g)。在體積為 1L 的恒容容器中,投料為 3mol H2 和 1mol CO2 時,不同溫度對 CO2 的平衡轉化率及催化劑的催化效率的影響如下圖所示。
下列有關說法不正確.的是______(填序號)。
A.平衡常數(shù)大。M>N
B.反應物活化分子百分數(shù)大。M>N
C.其他條件不變,若不使用催化劑,則 250℃時 CO2 的平衡轉化率可能位于點M1
D.其他條件不變,若投料改為 4mol H2 和 1mol CO2 時,則 250℃時 CO2 的平衡轉化率可能位于點M2
(4)將 CO2 與 H2 按物質的量之比為 1:3 通入恒溫恒容密閉容器中,控制條件,使其發(fā)生反應: CO2 (g)+3H 2(g) CH3 OH(g)+H2 O(g) △H = -49.2kJ·mol-1,得到甲醇的體積分數(shù)與時間的關系如上圖所示。保持其它條件不變,t1 時再向容器中加入一定量物質的量之比為 1:3 的 CO2 與 H2 混合氣,t2 時再次達到平衡,請在上圖畫出 t1~t3 時間內甲醇體積分數(shù)隨時間的變化曲線。 ___________
(5)以多孔石墨為陽極,以 NaCl 和 NaOH 的混合溶液作電解液,用電解法由甲烷制取甲醇。寫 出 陽 極 的 電 極 反 應 式 :_________。
(6)25℃時,將 a molL-1 的 CH3COOH 溶液與 b molL-1 的 NaOH 溶液等體積混合,溶液恰好呈中性, 則電離平衡常數(shù)Ka(CH3COOH)=__________。
【答案】6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12O6(s,葡萄糖)+6O2(g) △H=+2880 kJ·mol-1 1.0 C B、C CH4-2e-+2OH-=CH3OH+H2O b×10-7/(a-b)
【解析】
(1)利用蓋斯定律求算用二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧氣的熱化學方程式;
(2)通過“三行式”法計算平衡常數(shù);
(3)依據(jù)在體積為 1L 的恒容容器中6H2(g)+2CO2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g)及圖象曲線變化分析各選項的正確性;
(4)由于CO2 (g)+3H 2(g) CH3 OH(g)+H2O(g)是在恒容的容器中進行且氣體體積減小的可逆反應,所以再向容器中加入一定量物質的量之比為 1:3 的 CO2 與 H2 混合氣,相當于增大壓強,平衡向正向移動;
(5)以多孔石墨為陽極,以 NaCl 和 NaOH 的混合溶液作電解液,用電解法由甲烷制取甲醇,在陽極CH4失去電子,在堿性條件下生成CH3OH;
(6)向amol/L CH3COOH溶液中滴加等體積的bmol/L氫氧化鈉溶液恰好使溶液呈中性,所以c(H+)=c(OH-)=mol/L,根據(jù)溶液中電荷守恒c(Na+)c(H+)=c(OH-)c(CH3COO-),因為等體積混合所以此時溶液中c(Na+)c(CH3COO-)=b/2mol/L,c(CH3COOH)=(a-b)/2mol/L,反應后溶液中CH3COOH的電離常數(shù)k=c(H+)c(CH3COO-)/c(CH3COOH)。
(1)①2CO2(g)+2H2O(l)+2C5H10O4(s) = 4(C3H6O3)(s)+O2(g)+4e- △H=+1360 kJ·mol-1
②12(C3H6O3)(s)+12e- = C6H12O6(s,葡萄糖)+6C5H10O4(s)+3O2(g) △H=-1200 kJ·mol-1 ,依蓋斯定律3①②得6CO2(g)+6H2O(l=C6H12O6(s,葡萄糖)+6O2(g)△H=+2880 kJ·mol-1;
本題答案為:6CO2(g)+6H2O(l=C6H12O6(s,葡萄糖)+6O2(g)△H=+2880 kJ·mol-1 。
(2)設CO2 的變化濃度為xmol/L, 則有:
Fe(s)+ CO2(g)FeO(s) +CO(g)
起始 2 0
變化 x x
平衡 2-x x
由題可知:x= 1.0 molL-1,所以平衡常數(shù)K=c(CO)/c(CO2)==1.0;其他條件不變,由于該反應是前后氣體物質的量不變的反應,通入CO建立新平衡后,CO2 的物質的量分數(shù)不變;
本題答案為:1.0 ,C。
(3)A.由圖象可以看出,溫度升高CO2的轉化率減小,說明升高溫度平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小,故A正確;
B.溫度越高分子的能量越大,活化分子百分數(shù)越大,故B錯誤;
C.用催化劑只能改變化學反應速率,不能使平衡移動,故C錯誤;
D.其他條件不變,增大H2的通入量,CO2的轉化率增大,故D正確;
本題答案為:BC。
(4)由于反應CO2 (g)+3H 2(g) CH3 OH(g)+H2 O(g),是在恒容的容器中進行且氣體體積減小的可逆反應,所以再向容器中加入一定量物質的量之比為 1:3 的 CO2 與 H2 混合氣,相當于增大壓強,平衡向正向移動,甲醇的體積分數(shù)增加;故圖像應為:
本題答案為:。
(5)以多孔石墨為陽極,以 NaCl 和 NaOH 的混合溶液作電解液,用電解法由甲烷制取甲醇,在陽極CH4失去電子,在堿性條件下生成CH3OH;電極反應式為:CH4-2e-+2OH-=CH3OH+H2O;
本題答案為:CH4-2e-+2OH-=CH3OH+H2O。
(6)向amol/L CH3COOH溶液中滴加等體積的bmol/L氫氧化鈉溶液恰好使溶液呈中性,所以c(H+)=c(OH-)=mol/L,根據(jù)溶液中電荷守恒c(Na+)c(H+)=c(OH-)c(CH3COO-),因為等體積混合,此時溶液中c(Na+)c(CH3COO-)=b/2mol/L,c(CH3COOH)=(a-b)/2mol/L,反應后溶液中CH3COOH的電離常數(shù)k=c(H+)c(CH3COO-)/c(CH3COOH)=(mol/Lb/2mol/L)÷(a-b)/2mol/L= [b×10-7/(a-b)] mol/L,電離常數(shù)只和溫度有關所以Ka=K=[b×10-7/(a-b)]mol/L;
本題答案為:b×10-7/(a-b)。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】如圖所示,甲、乙兩個裝置的燒杯中分別盛有足量的CuCl2溶液。
(1)甲裝置中,Zn電極發(fā)生______反應(填“氧化”或“還原”),溶液中Cl-向_____極(填“Zn”或“Cu”)移動,Zn電極反應式為_______,若反應過程中有0.1mol電子發(fā)生轉移,則Cu極質量增加__________。
(2)乙裝置中,石墨電極C1是_______極,現(xiàn)象是______,C2極電極反應式為_______,若反應過程中陰極析出12.8g的Cu,則陽極產生的氣體在標準狀況下的體積為________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】一種鎂-過氧化氫燃料電池的原理為Mg + H2O2 + H2SO4=MgSO4+ 2H2O ,其裝置如圖所示。下列說法錯誤的是
A.a極發(fā)生還原反應B.電子由b極經電解質溶液流向a極
C.Mg2+由右側經過陽離子交換膜移向左側D.b極電極反應式為Mg-2e-=Mg2+
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列有關化學反應與能量變化說法正確的是
A. 相同條件下,氫氣和氧氣反應生成液態(tài)水比生成等量的氣態(tài)水所放出的熱量少
B. 根據(jù)如圖金剛石在一定條件下轉化成石墨提供的信息,可知生成物比反應物穩(wěn)定,過程中向外界放出熱量為E2-E3
C. 同溫同壓下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點燃條件下的△H不同
D. 已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H=+489.0kJ·mol-1
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ·mol-1
C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ·mol-1
則4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)△H=-1641.0kJ·mol-1
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】N2O5是一種新型硝化劑,其性質和制備備受人們的關注。
(1)一定溫度下,在2L恒容密閉的容器中充入2.0molN2O5發(fā)生反應:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)。在三種不同的條件下進行實驗,N2O5的濃度隨時間的變化如圖所示。
①已知:2N2O5(g)===2N2O4(g)+O2(g) △H1=-4.4kJ/mol
2NO2(g)===N2O4(g) △H2=-55.3 kJ/mol
則反應2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)的△H=________。
②下列不能說明該反應已達平衡狀態(tài)的是___(填序號)。
A.v正(N2O5)=2v逆(O2)
B.混合氣體密度不變
C.混合體平均摩爾質量
D.NO2的體積分數(shù)不變
③該反應自發(fā)進行的條件是____(填“高溫”或“低溫”),實驗Ⅲ中:a點v逆(O2)____(填“<”或“>”)b點v逆(O2)。
④實驗Ⅱ從反應開始至平衡時,v(O2)=____mol/(L·min)。
⑤列式并計算該反應在800℃時的平衡常數(shù)K=_______。
(2)1840年Devil用干燥的氯氣通過干燥的硝酸銀,反應得到N2O5。該反應的氧化產物是一種氣體,該反應的化學方程式為_______。
(3)N2O5也可采用“電解法”制備,裝置如圖所示。
則N2O5在電解池的____(填“陰極”或“陽極”)室生成,其電極反應式為_____。
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【題目】采用乙烯與甲苯為主要原料,按下列路線可合成有機物 E、F:
請回答:
(1)B 中官能團的名稱是_________,反應⑥的反應類型是__________。
(2)D→E 的 化 學 方 程 式_________________________________。
(3)F 的 結 構 簡 式___________________________。
(4)下列有關說法不正確的是_________。
A.E 能與新制的 Cu(OH)2 懸濁液發(fā)生反應,而 B 不能與新制的 Cu(OH)2 懸濁液發(fā)生反應
B.F 在堿性條件下可發(fā)生皂化反應
C. 不能使酸性 KMnO4 溶液褪色
D. 1mol E 和足量 H2 反應,最多消耗 4mol H2
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【題目】某小組同學在實驗室以下圖所示的儀器和藥品,進行氯氣和銅粉反應的實驗(部分夾持裝置已省略).請按要求回答下列問題:
(1)裝置A燒瓶中發(fā)生反應的化學方程式為________________________。
(2)按氣流方向連接各儀器接口的順序是(填接口字母):
a→_____、_____→_____、_____→f→g→_____
(3)裝置C中飽和食鹽水的作用是__________________________。
(4)裝置B中發(fā)生反應的離子方程式為_____________________________。
(5)加熱裝置D時,銅粉發(fā)生反應的化學方程式為___________________。
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【題目】中學化學中幾種常見物質的轉化關系如下:
將D溶液滴入沸水中可得到以F為分散質的紅褐色膠體。請回答下列問題:
(1)紅褐色膠體中F粒子直徑大小的范圍:___________________________________。
(2)寫出B的化學式:B________。
(3)①H2O2分子的電子式:__________________________________。
②寫出C的酸性溶液與雙氧水反應的離子方程式:_________________________。
(4)寫出鑒定E中陽離子的實驗方法和現(xiàn)象:____________________________。
(5)在C溶液中加入與C等物質的量的Na2O2,恰好使C轉化為F,寫出該反應的離子方程式:______________________________________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某研究小組為探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反應的實質。設計了如下圖所示裝置進行實驗.
已知:1.0 mol/L的Fe(NO3)3溶液的pH=1。
請回答:
(1)裝置A中用于添加濃硫酸的儀器名稱為__________________。
(2)實驗前鼓入N2的目的是________________________________。
(3)裝置B中產生了白色沉淀,其成分是________,說明SO2具有________性。
(4)分析B中產生白色沉淀的原因。
觀點1:SO2與Fe3+反應;
觀點2:在酸性條件下SO2與NO3-反應;
①若觀點1正確,除產生沉淀外,還應觀察到的現(xiàn)象是_________________。
②按觀點2,裝置B中反應的離子方程式是______________________________,
③有人認為,如將裝置B中的Fe(NO3)3溶液替換為等體積的下列溶液,在相同條件下進行實驗,也可驗證觀點2是否正確。此時應選擇的最佳試劑是(填序號)_____。
A.1 mol/L稀硝酸 |
B.1.5 mol/L Fe(NO3)2溶液 |
C.6.0 mol/L NaNO3溶液和0.2 mol/L鹽酸等體積混合的溶液 |
D.3.0 mol/L NaNO3溶液和0.1mol/L硫酸等體積混合的溶液 |
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